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引用本文:梁静远,亢维龙,董壮,等:自由空间光通信系统光学天线技术研究进展[J]. 光通信技术,2022,46(4):1-10.

自由空间光通信系统光学天线技术研究进展

梁静远,亢维龙,董 壮,柯熙政*,董 可

(西安理工大学 自动化与信息工程学院,西安 710048)

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摘要:光学天线在自由空间光通信系统中发送或者接收光信号,天线结构决定系统的检测性能。详细介绍了光学天线基本结构、卡塞格伦光学天线的研究进展、无独立信标瞄准、捕获和跟踪(PAT)系统和一点对多点通信光学天线,展望了光学天线未来的研究方向。

关键词:自由空间光通信;光学天线技术;卡塞格林系统;无独立信标光系统;一点对多点天线

中图分类号:TN929 文献标志码:文章编号:1002-5561(2022)04-0001-10

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2022.04.001

 

0 引言

  自由空间光通信技术是以激光为载波进行信息传输的通信技术,与传统射频通信相比,其光波具有更高的频率。光学接收和发射系统(下文简称光学天线)是自由空间光通信系统中的关键组成部分,承担着发射端的光信号发射、接收端的光信号接收耦合等功能。光学天线的性能直接影响整个光学通信系统的性能和通信质量。提高光信号的发射和接收效率,降低卡塞格林光学天线中间遮拦比等一直是无线光通信领域关注的问题。因此,光学天线的研究对于提高自由空间光通信系统的性能,满足未来通信对速度和容量不断增长的需求具有重要意义。本文介绍国内外光学天线的研究进展。

5 结束语

  本文系统地对光学天线技术在自由空间光通信系统中的应用和发展进行了总结,同时对许多新的结构和天线类型进行了介绍。光学天线的发展应该以迎合未来通信的需求为目标,因此对无线光通信系统光学天线的未来的研究方向作几点展望:

    ①一点对多点自由空间光通信系统光学天线可实现点对多点通信,为自由空间光通信组网提供了可能性。

    ②传统信标光PAT系统需要独立的光学天线发射,收发端天线结构复杂。无独立信标光PAT系统省去了一个光源,使得发射端的结构得以简化,可以满足未来光学器件小型化和集成化的要求。

    ③开展多发射多接收体制光学天线研究,能进一步提高自由空间光通信组网的灵活性,可以构成天地空立体自由空间光通信网络,更快推进自由空间光通信的实际应用。

    ④可进一步分析马卡天线离轴发射效率,并进行实验;设计新的离轴发射结构,提高光信号发射效率。